부분 기능 "Hybrid 구동 시스템 주행 상태, 기능"은 Hybrid 구동 시스템의 관점에서 설명합니다.
이 문서에서는 내연 기관 및 자동 변속기의 기능 절차에 대해 자세히 설명되어 있지 않습니다.
Hybrid 구동 시스템 주행 상태, 기능 조건, 일반
• Hybrid 구동 시스템 "READY"
• 셀렉터 레버 위치 "D" 또는 "R"
Hybrid 구동 시스템 주행 상태, 일반
주행 상태는 내연 기관을 사용하는 주행 모드, Hybrid 모드(내연 기관과 전동식 장치를 사용하는 구동) 그리고 전기 모드(세일링 모드, 매뉴버링)로 나뉩니다.
내연 기관을 이용한 주행 모드에서는 전동식 장치 (A79/1)가 대부분 발전기로 작동합니다(발전기 모드).
Hybrid 모드에서는 고전압 배터리 (A100g1)의 요청 및 충전 상태에 따라 전동식 장치의 토크와 (보조적으로) 내연 기관의 토크가 영향을 미칩니다. 출발 및 가속(부스트 모드)할 때 지원됩니다.
전기 모드에서는 차량이 전동식 장치를 이용해 순수 전기로만 주행합니다.
CDI 컨트롤 유닛(N3/9)(디젤 엔진의 경우) 또는 ME 컨트롤 유닛(N3/10)(가솔린 엔진의 경우)은 Hybrid 모드에서 다음 신호를 판독합니다.
• 가속 페달 센서 (B37), 신호(운전자의 엔진 부하 요청)
• 전자식 주행 안정 시스템 컨트롤 유닛 (N30/4)(CAN 네트워크 이용):
• 휠 속도
• 주 브레이크 상태
• 토크 감소, 요청
• 배터리 매니지먼트 시스템 컨트롤 유닛 (N82/2)(CAN 네트워크 이용):
• 고전압 배터리 전압
• 고전압 배터리 온도
• Mercedes-Benz Intelligent Drive 컨트롤 유닛(코드 23P(DA(Driving Assistance) 패키지)의 경우)(CAN 네트워크 이용):
• 토크 변경 요청
• 파워 일렉트로닉 컨트롤 유닛 (N129/1)(CAN 네트워크 이용):
• 전동식 장치 상태
• 전동식 장치 토크
• 전동식 장치 속도
• 충전 전압/전류, 신호
• 완전 내장형 변속 제어 장치 컨트롤 유닛 (Y3/8n4)(CAN 네트워크 이용):
• 운전 모드
• 변속 단계 상태
• 엔진 디커플러 상태
주행 상태, 기능 절차
코드 B53(외부 소음 사운드 제너레이터) 포함 차량의 경우 내연 기관이 정지한 상태에서 속도(앞차축 좌측 속도 센서 (L6/1), 앞차축 우측 속도 센서 (L6/2), 뒤차축 좌측 속도 센서 (L6/3), 뒤차축 우측 속도 센서 (L6/4)에 의해 판독됨) 및 가속 페달 위치(가속 페달 센서에 의해 판독됨)에 따라 0 ~ 30 km/h의 속도에서 오디오 신호가 사운드 제네레이터 (H4/16)를 통해 출력됩니다. 차량의 롤링 소음과 바람 소음이 충분히 크기 때문에 차량에 주의를 기울이기 위해 속도가 30 km/h 이상인 경우 사운드 제너레이터가 비활성화됩니다.
기능 절차는 다음과 같은 항목으로 설명되어 있습니다.
• 내연 기관을 이용한 구동, 기능 절차
• 출발, 기능 절차
• 부스트 모드, 기능 절차
• 전기 모드, 기능 절차
• 발전기 작동, 기능 절차
• 부하점 이동, 기능 절차
내연 기관을 이용한 구동, 기능 절차
내연 기관을 이용한 구동이 표준 주행 모드입니다.
다음의 경우 표준 주행 모드로 주행합니다.
• 전동식 장치가 운전자가 요청한 출력을 전달할 수 없는 경우
• 고전압 배터리 충전 상태가 너무 낮아 Hybrid 모드를 실행할 수 없는 경우
• 엔진 오일 온도가 외부온도에 비해 너무 낮은 경우
• Hybrid 구동 시스템에 오류가 있다는 알림이 있는 경우
출발, 추가 기능 조건
• 구동 시스템에 치명적 오류 없음
• 차량이 정지합니다.
출발, 기능 절차
CDI 컨트롤 유닛(디젤 엔진의 경우) 또는 ME 컨트롤 유닛(가솔린 엔진의 경우)이 토크 요청을 판독하면, 차량은 이 요청에 따라 우선은 순수 전기로만 출발합니다. 출력 요청이 적절하게 높아지면 내연 기관이 시동되고, 속도가 동기화된 후에 드라이브로 연결됩니다. 가속이 빨라지면 전동식 장치가 내연 기관을 지원합니다. 특히 낮은 속도에서 가속할 때 지원합니다. 내연 기관을 사용하는 작동 상태에서 출발할 경우, 엔진 디커플러가 출발 엘리먼트로 사용됩니다.
출발 시 운전자의 토크 요청은 CDI 컨트롤 유닛(디젤 엔진의 경우) 또는 ME 컨트롤 유닛(가솔린 엔진의 경우)에 의해 판독됩니다. CDI 컨트롤 유닛(디젤 엔진의 경우) 또는 ME 컨트롤 유닛(가솔린 엔진의 경우)이 필요한 출발 토크를 산출하여 내연 기관과 전동식 장치로 분배합니다. 이를 위해 CDI 컨트롤 유닛(디젤 엔진의 경우) 또는 ME 컨트롤 유닛(가솔린 엔진의 경우)은 파워 일렉트로닉 컨트롤 유닛을 통해 추가 엔진 토크를 요청합니다.
파워 일렉트로닉 컨트롤 유닛은 전동식 장치에 고전압 배터리의 에너지를 공급합니다.
다음의 경우 차량은 순수 전기로만 출발할 수 있습니다.
• 운전자의 토크 요청을 전기 방식으로만 실행할 수 있는 경우
• Hybrid 구동 시스템에 오류가 있다는 알림이 없는 경우
• 고전압 배터리를 충분히 충전한 경우
내연 기관이 꺼지면(예: 자동 엔진 정지) 전동식 보조 오일 펌프 (M42)를 통해 자동 변속기에 오일이 공급됩니다.
부스트 모드, 기능 절차
부스트 모드에서는 요청된 규정 토크에 가능한 한 빨리 도달하거나 내연 기관의 최대 엔진 토크에서 구동 토크를 높이기 위해 전동식 장치가 내연 기관을 지원합니다. 이때 부스트 모드의 시간과 강도는 고전압 배터리의 충전 상태 및 가속 페달의 위치에 따라 결정됩니다. 부스트 모드로 출발할 때에 엔진 디커플러를 적절하게 구동하여 내연 기관과 전동식 장치 간의 속도를 조절할 수 있습니다. 이를 위해 CDI 컨트롤 유닛(디젤 엔진의 경우) 또는 ME 컨트롤 유닛(가솔린 엔진의 경우)은 CAN 네트워크를 통해 엔진 디커플러의 구동을 요청합니다. 높은 속도 범위에서 부스트 모드일 때 엔진 디커플러는 제어된 제로 슬립만 나타나도록 구동됩니다. 운전자의 토크 요청에 부합하기 위해 CDI 컨트롤 유닛(디젤 엔진의 경우) 또는 ME 컨트롤 유닛(가솔린 엔진의 경우)이 전기 모드에서와 동일한 방식으로 파워 일렉트로닉 컨트롤 유닛에 전동식 장치의 토크를 요청하면, 이는 내연 기관과 함께 구동 장치에 작용합니다.
운전자의 토크 요청에 부합하기 위해 CDI 컨트롤 유닛(디젤 엔진의 경우) 또는 ME 컨트롤 유닛(가솔린 엔진의 경우)이 파워 일렉트로닉 컨트롤 유닛에 전동식 장치의 최대 가용 토크를 요청합니다.
파워 일렉트로닉 컨트롤 유닛은 CDI 컨트롤 유닛(디젤 엔진의 경우) 또는 ME 컨트롤 유닛(가솔린 엔진의 경우)이 전달한 허용 방전 전압/전류 신호에 따라 전동식 장치를 적절하게 구동합니다.
이를 위해 CDI 컨트롤 유닛(디젤 엔진의 경우) 또는 ME 컨트롤 유닛(가솔린 엔진의 경우)이 파워 일렉트로닉 컨트롤 유닛에 미리 산출된 전기 장치의 엔진 토크를 요청합니다. 이는 파워 일렉트로닉 컨트롤 유닛을 통해 고전압 배터리로부터 에너지를 공급받고 내연 기관과 함께 구동 장치에 작용합니다.
전기 모드, 기능 절차
항상 변속 모드나 주행 모드가 전기 모드를 허용하고 고전압 배터리 충전 상태가 충분하며 운전자의 토크 요청을 순수 전기로만 충족할 수 있다면, 진단이나 시스템 오류에 의해 전기 모드가 중단되지 않는 한 이 작동 상태가 사용됩니다. 이때 특정 조건이 충족되면 엔진 디커플러가 열리고 CDI 컨트롤 유닛(디젤 엔진의 경우) 또는 ME 컨트롤 유닛(가솔린 엔진의 경우) 이 내연 기관을 차단합니다.
적어도 다음의 조건들이 모두 충족되고 승인되어야 합니다.
• 최대 차량 속도 130 km/h
• 변속기 오일 온도 > 0 °C
• 올바른 변속 단계
• 제출력 부스터의 진공압이 충분함
• ESP®가 승인함
• 엔진 후드가 닫혀 있음
• 충돌 이벤트 없음
• 12V 차량 전원 시스템 상태가 정상이며 승인됨
• 고전압 배터리 충전 상태가 충분함
• 자동 변속기에 오일이 공급됨
• 운전석 도어가 닫혀 있음
• 운전석 안전벨트를 착용함
• 실내 온도를 내연 기관의 현재 냉각수 온도로 조절할 수 있음
• 에어컨이 승인함
기능 절차는 다음과 같은 주행 모드로 구분됩니다.
• 전기 주행 모드, 기능 절차
• 크리핑, 기능 절차
• 세일링 모드, 기능 절차
전기 주행 모드, 기능 절차
운전자의 토크 요청에 부합하기 위해 부하 요청에 따라 CDI 컨트롤 유닛(디젤 엔진의 경우) 또는 ME 컨트롤 유닛(가솔린 엔진의 경우)이 전동식 장치로부터 직접 필요한 토크를 공급받기 위해 파워 일렉트로닉 컨트롤 유닛에 요청을 전송합니다.
파워 일렉트로닉 컨트롤 유닛은 CDI 컨트롤 유닛(디젤 엔진의 경우) 또는 ME 컨트롤 유닛(가솔린 엔진의 경우)이 전달한 허용 방전 전압/전류 신호에 따라 전동식 장치를 적절하게 구동합니다. 이를 위해 CDI 컨트롤 유닛(디젤 엔진의 경우) 또는 ME 컨트롤 유닛(가솔린 엔진의 경우)이 파워 일렉트로닉 컨트롤 유닛에 미리 산출된 전기 장치의 엔진 토크를 요청합니다. 전동식 장치는 파워 일렉트로닉 컨트롤 유닛을 통해 고전압 배터리로부터 에너지를 공급받고 이는 구동 장치에 작용합니다. 이때 고전압 배터리는 파워 일렉트로닉 컨트롤 유닛에 3상 교류 전압으로 변환된 직류 전압을 공급합니다.
내연 기관을 구동 장치에서 분리하기 위해 CDI 컨트롤 유닛(디젤 엔진의 경우) 또는 ME 컨트롤 유닛(가솔린 엔진의 경우)이 CAN 네트워크를 통해 완전 내장형 변속 제어 장치 컨트롤 유닛에 엔진 디커플러의 구동을 요청합니다. 열린 디커플러에 대한 해당 피드백이 전달되면 CDI 컨트롤 유닛(디젤 엔진의 경우) 또는 ME 컨트롤 유닛(가솔린 엔진의 경우)이 내연 기관을 차단합니다. 자동 엔진 정지 실행 중 승인이 취소되거나 전제 조건이 더 이상 충족되지 않으면 운전자가 규정된 조치를 취하지 않아도 내연 기관에 자동으로 시동이 걸립니다.
크리핑, 기능 절차
브레이크 페달 또는 가속 페달을 작동하지 않으면, 자동 변속기의 경우 전형적인 크리핑이 전동식 장치 또는 내연 기관 및 엔진 디커플러의 슬립에 의해 시뮬레이션됩니다. 전기 모드에서 크리핑될 경우 전동식 장치에 전류가 조금 공급되고 생성된 토크로 구동 장치에 직접 작용합니다. 예를 들어 고전압 배터리의 충전 상태가 낮으면 내연 기관 및 엔진 디커플러 슬립에 의해 크리핑이 실행됩니다.
세일링 모드, 기능 절차
차량 주행 시 브레이크 페달 및 가속 페달을 작동하지 않으면, 속도 < 160 km/h까지의 ECO 변속 모드에서 엔진 디커플러가 열려 내연 기관이 구동 장치에서 분리되고 차단됩니다.
고전압 배터리가 충분히 충전되어 있는 상태에서 가속 페달을 약간 밟으면 차량 속도가 감소하지 않도록 전동식 장치가 구동 장치를 지원합니다.
이를 위해 CDI 컨트롤 유닛(디젤 엔진의 경우) 또는 ME 컨트롤 유닛(가솔린 엔진의 경우)은 CAN 네트워크를 통해 파워 일렉트로닉 컨트롤 유닛에 엔진 토크를 요청합니다. 파워 일렉트로닉 컨트롤 유닛은 이 요청에 따라 전동식 장치를 적절하게 작동합니다.
발전기 작동, 추가 기능 조건
• SOC(State of Charge) < 60 %
• 부스트 없음, 회생 제동 또는 부하점 이동 없음
발전기 작동, 기능 절차
발전기 작동 시에는 내연 기관에 의해 구동되는 전동식 장치를 발전기로 사용하여 전기 에너지를 생성합니다.
이를 위해 전동식 장치의 로터가 크랭크 샤프트의 회전 에너지를 수용합니다. 로터의 회전 운동을 통해 스테이터의 코일 세 개에서 교류 전압이 유도됩니다. 파워 일렉트로닉 컨트롤 유닛은 3상 교류 전압 형식의 전기 에너지를 제한 및 감시하며 직류 고전압으로 변환합니다.
파워 일렉트로닉 컨트롤 유닛은 생성된 전기 에너지를 고전압 차량 전원 시스템, 전동식 에어컨 컴프레서 (A9/5), 12V 차량 전원 시스템 및 해당 부품으로 공급합니다.
부하점 이동, 추가 기능 조건
• SOC(State of Charge) < 60 %
• 부스트 없음, 회생 제동 없음
부하점 이동, 기능 절차
고전압 배터리의 재생 에너지가 수용될 가능성은 고전압 배터리의 최적 충전 상태와의 편차가 클수록 감소합니다(SOC 작동점). 즉, 충전 상태(SOC)가 너무 낮거나 또는 너무 높을 때 고전압 배터리가 충전 또는 방전되면, 열 형태로 더 많은 에너지를 손실합니다. 에너지 손실을 줄이고 잠재적으로 발생하는 재생 에너지를 위한 공간을 준비하기 위해, 정해진 SOC 값이 초과되면 전동식 장치가 내연 기관을 지원하여 고전압 배터리가 방전됩니다.
이로 인해 내연 기관의 부하점이 이동합니다. 즉, 내연 기관의 토크가 CDI 컨트롤 유닛(디젤 엔진의 경우) 또는 ME 컨트롤 유닛(가솔린 엔진의 경우)에 의해 취소됩니다.
이는 가능한 한 부하점 범위 내에서 좋은 효율이 유지되도록 부하점을 이동하기 위함입니다. 또한, 내연 기관에 더욱 강하게 부하를 가하기 위해 부하점 이동을 이용합니다.
참조 문서
- gf0830p9999fgh Hybrid 구동 시스템 부품 개요